JPS6243413B2 - - Google Patents
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- JPS6243413B2 JPS6243413B2 JP55188665A JP18866580A JPS6243413B2 JP S6243413 B2 JPS6243413 B2 JP S6243413B2 JP 55188665 A JP55188665 A JP 55188665A JP 18866580 A JP18866580 A JP 18866580A JP S6243413 B2 JPS6243413 B2 JP S6243413B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- motor
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- transistor
- current
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 26
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は小型直流モータの過電流遮断装置に関
し、小型直流モータが外部からロツクされたり、
高負荷になつたりして、過大電流が流れた時に、
小型直流モータが焼けたり、発煙したり、破壊す
るのを防ぐ為の保護装置を実現するものである。
し、小型直流モータが外部からロツクされたり、
高負荷になつたりして、過大電流が流れた時に、
小型直流モータが焼けたり、発煙したり、破壊す
るのを防ぐ為の保護装置を実現するものである。
従来より、この種の小型直流モータの過電流遮
断装置としては、第１図に示すようなものが多用
されてきた。第１図は、モータイと速度制御回路
ロよりなる小型直流モータハと電源端子間にヒユ
ーズなどの過電流検出素子ニを挿入しておき、小
型直流モータハに過電流が流れると、回路ロが遮
断される方法である。しかし、この方法によると
一度過電流が流れて回路が遮断されてしまうと、
過電流が流れた原因を排除しても、再度ヒユーズ
などの過電流検出素子ニを挿入する迄、小型直流
モータハを回転させることは出来ない。又セツト
に実装された場合での補修・サービスには多大の
手間がかかる。
断装置としては、第１図に示すようなものが多用
されてきた。第１図は、モータイと速度制御回路
ロよりなる小型直流モータハと電源端子間にヒユ
ーズなどの過電流検出素子ニを挿入しておき、小
型直流モータハに過電流が流れると、回路ロが遮
断される方法である。しかし、この方法によると
一度過電流が流れて回路が遮断されてしまうと、
過電流が流れた原因を排除しても、再度ヒユーズ
などの過電流検出素子ニを挿入する迄、小型直流
モータハを回転させることは出来ない。又セツト
に実装された場合での補修・サービスには多大の
手間がかかる。
本発明は、これらの問題を解消するだけでな
く、小型直流モータの諸特性になんらの影響をお
よぼすことなく、信頼性の高い、過電流遮断装置
を得るものである。
く、小型直流モータの諸特性になんらの影響をお
よぼすことなく、信頼性の高い、過電流遮断装置
を得るものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図は本発明による過電流遮断装置の一例
をブロツクダイアグラムで示したものである。第
２図についてその構成を説明すると、モータ１と
速度制御回路２とで構成された小型直流モータ３
の過電流を検出する過電流検出回路４が前記小型
直流モータ３に接続されている。前記過電流検出
回路４の出力は時定数回路５の入力側に加えら
れ、前記時定数回路５の出力は電圧比較回路６の
一方の入力側に、又定電圧回路７の出力は前記電
圧比較回路６の他方の入力側に接続されている。
さらに、前記電圧比較回路６の出力は信号保持回
路８の入力側に接続され、前記信号保持回路８の
出力はモータ電流遮断回路９の入力側に接続され
ている。前記モータ電流遮断回路９の出力は前記
小型直流モータ３の速度制御回路２に接続されて
いる。
る。第２図は本発明による過電流遮断装置の一例
をブロツクダイアグラムで示したものである。第
２図についてその構成を説明すると、モータ１と
速度制御回路２とで構成された小型直流モータ３
の過電流を検出する過電流検出回路４が前記小型
直流モータ３に接続されている。前記過電流検出
回路４の出力は時定数回路５の入力側に加えら
れ、前記時定数回路５の出力は電圧比較回路６の
一方の入力側に、又定電圧回路７の出力は前記電
圧比較回路６の他方の入力側に接続されている。
さらに、前記電圧比較回路６の出力は信号保持回
路８の入力側に接続され、前記信号保持回路８の
出力はモータ電流遮断回路９の入力側に接続され
ている。前記モータ電流遮断回路９の出力は前記
小型直流モータ３の速度制御回路２に接続されて
いる。
次に、第２図においてブロツクで示した２〜９
の各回路の具体例を第３図，第４図，第５図，第
６図，第７図，第８図に示す。
の各回路の具体例を第３図，第４図，第５図，第
６図，第７図，第８図に示す。
第３図は小型直流モータ３および過電流検出回
路４の具体例を示すものである。NPN型トラン
ジスタ１１，１２，１３は同じ特性を有し、また
これらのトランジスタ１１，１２，１３のエミツ
タ抵抗１４，１５，１６も同じ値に選定されてお
り、これらの回路要素によつて直流モータ１に流
れるモータ電流Iaのカレントミラー回路が形成さ
れている。前記トランジスタ１１，１２，１３と
同じ特性を有し、ベースがトランジスタ１１，１
２，１３のベースと共通接続されてカレントミラ
ーを構成し、エミツタが抵抗１８を介して接地さ
れ、コレクタが抵抗１９を介して電源端子Ａに接
続されたNPN型トランジスタ１７と、ベースが
トランジスタ１７のコレクタに接続され、エミツ
タが電源端子Ａに接続され、コレクタが抵抗２１
を介して接地されたPNP型トランジスタ２０と、
ベースがトランジスタ２０のコレクタに接続さ
れ、エミツタが接地され、コレクタが出力端子Ｃ
に接続されたトランジスタ２２とで、過電流検出
回路２が構成されている。
路４の具体例を示すものである。NPN型トラン
ジスタ１１，１２，１３は同じ特性を有し、また
これらのトランジスタ１１，１２，１３のエミツ
タ抵抗１４，１５，１６も同じ値に選定されてお
り、これらの回路要素によつて直流モータ１に流
れるモータ電流Iaのカレントミラー回路が形成さ
れている。前記トランジスタ１１，１２，１３と
同じ特性を有し、ベースがトランジスタ１１，１
２，１３のベースと共通接続されてカレントミラ
ーを構成し、エミツタが抵抗１８を介して接地さ
れ、コレクタが抵抗１９を介して電源端子Ａに接
続されたNPN型トランジスタ１７と、ベースが
トランジスタ１７のコレクタに接続され、エミツ
タが電源端子Ａに接続され、コレクタが抵抗２１
を介して接地されたPNP型トランジスタ２０と、
ベースがトランジスタ２０のコレクタに接続さ
れ、エミツタが接地され、コレクタが出力端子Ｃ
に接続されたトランジスタ２２とで、過電流検出
回路２が構成されている。
今トランジスタ１７のエミツタ抵抗１８の値を
抵抗１４，１５，１６の値に等しくすると、トラ
ンジスタ１１，１２，１３，１７に流れる電流は
それぞれ等しくなり、トランジスタ１７に流れる
電流はモータ電流Iaの３分の１になる。すなわ
ち、モータ電流Iaのカレントミラー回路を構成す
るトランジスタの数をｎ個、トランジスタ１７の
エミツタ抵抗１８の絶対値をR18，Iaのカレント
ミラー回路を構成するｎ個のトランジスタのエミ
ツタ抵抗の絶対値をR0とすると、トランジスタ
１７に流れる電流I17は次式によつて与えられ
る。
抵抗１４，１５，１６の値に等しくすると、トラ
ンジスタ１１，１２，１３，１７に流れる電流は
それぞれ等しくなり、トランジスタ１７に流れる
電流はモータ電流Iaの３分の１になる。すなわ
ち、モータ電流Iaのカレントミラー回路を構成す
るトランジスタの数をｎ個、トランジスタ１７の
エミツタ抵抗１８の絶対値をR18，Iaのカレント
ミラー回路を構成するｎ個のトランジスタのエミ
ツタ抵抗の絶対値をR0とすると、トランジスタ
１７に流れる電流I17は次式によつて与えられ
る。
I17＝Ｉａ／ｎ×Ｒ０／Ｒ１８ …(1)
従つて、抵抗１９の両端における電圧降下、す
なわちトランジスタ２０のエミツタ・ベース間電
圧VBE20は、抵抗１９の絶対値をR19とすると次
式で与えられる。
なわちトランジスタ２０のエミツタ・ベース間電
圧VBE20は、抵抗１９の絶対値をR19とすると次
式で与えられる。
VBE20＝I17×R19＝Ｉａ／ｎ×Ｒ０／Ｒ１８×R19…(2
) ここで、VBE20がトランジスタ２０のベース・
エミツタ間のスレシヨールド電圧（約0.6〜
0.7V）以上になると、トランジスタ２０はオン
し、同時にトランジスタ２２もオンする。
) ここで、VBE20がトランジスタ２０のベース・
エミツタ間のスレシヨールド電圧（約0.6〜
0.7V）以上になると、トランジスタ２０はオン
し、同時にトランジスタ２２もオンする。
従つて、モータ電流Iaのカレントミラー回路を
構成するトランジスタの数ｎと、それらのエミツ
タ抵抗の絶対値R0と、トランジスタ１７のエミ
ツタ抵抗の絶対値R18と、抵抗１９の絶対値R19と
を適当に設定することにより、すなわち過電流検
出設定電流値Ia′を Ia′＝ｎ×Ｒ１８／Ｒ０×１／Ｒ１９×VBE20 ≒ｎ×Ｒ１８／Ｒ０×１／Ｒ１９×0.6…(3) （ここで、トランジスタ２０のスレシヨールド
電圧を0.6Vとおく）で設定することにより、モ
ータ電流Iaが設定値Ia′を越えた時、出力信号が
得られる過電流検出回路２が実現出来る。
構成するトランジスタの数ｎと、それらのエミツ
タ抵抗の絶対値R0と、トランジスタ１７のエミ
ツタ抵抗の絶対値R18と、抵抗１９の絶対値R19と
を適当に設定することにより、すなわち過電流検
出設定電流値Ia′を Ia′＝ｎ×Ｒ１８／Ｒ０×１／Ｒ１９×VBE20 ≒ｎ×Ｒ１８／Ｒ０×１／Ｒ１９×0.6…(3) （ここで、トランジスタ２０のスレシヨールド
電圧を0.6Vとおく）で設定することにより、モ
ータ電流Iaが設定値Ia′を越えた時、出力信号が
得られる過電流検出回路２が実現出来る。
次に、第４図は第２図の時定数回路５の具体例
を示すもので、入力端子Ｃと電源端子Ａの間には
定電流源２３が接続され、また入力端子Ｃにはト
ランジスタ２５のベースが接続され、前記トラン
ジスタ２５のコレクタと電源端子Ａとの間には定
電流源２４が接続され、エミツタは接地されてい
る。コンデンサー２６の一方の端子が前記トラン
ジスタ２５のコレクタに接続され、他方の端子は
接地されている。前記トランジスタ２５のコレク
タは出力端子Ｄに接続されている。
を示すもので、入力端子Ｃと電源端子Ａの間には
定電流源２３が接続され、また入力端子Ｃにはト
ランジスタ２５のベースが接続され、前記トラン
ジスタ２５のコレクタと電源端子Ａとの間には定
電流源２４が接続され、エミツタは接地されてい
る。コンデンサー２６の一方の端子が前記トラン
ジスタ２５のコレクタに接続され、他方の端子は
接地されている。前記トランジスタ２５のコレク
タは出力端子Ｄに接続されている。
第４図において入力端子Ｃの電位が高い場合、
すなわち前記過電流検出回路２がオフで、トラン
ジスタ２２がオフの時、トランジスタ２５のベー
スには定電流源２３から供給される定電流I23が
流れ、トランジスタ２５には定電流源２４から供
給される定電流I24が流れている。従つて出力端
子Ｄの電位はほぼ零となる。今、前記過電流検出
回路２がオンとなり、トランジスタ２２がオンと
なると、入力端子Ｃの電位がほぼ零になり、トラ
ンジスタ２５のベース電流が遮断されるからトラ
ンジスタ２５はオフ状態となる。従つて、トラン
ジスタ２５に流れていた定電流I24はコンデンサ
２６に流れ、コンデンサ２６を充電し始める。コ
ンデンサ２６の容量をC26とし、充電時間をＴと
すると、コンデンサ２６の充電電圧VCは次式で
求められる。
すなわち前記過電流検出回路２がオフで、トラン
ジスタ２２がオフの時、トランジスタ２５のベー
スには定電流源２３から供給される定電流I23が
流れ、トランジスタ２５には定電流源２４から供
給される定電流I24が流れている。従つて出力端
子Ｄの電位はほぼ零となる。今、前記過電流検出
回路２がオンとなり、トランジスタ２２がオンと
なると、入力端子Ｃの電位がほぼ零になり、トラ
ンジスタ２５のベース電流が遮断されるからトラ
ンジスタ２５はオフ状態となる。従つて、トラン
ジスタ２５に流れていた定電流I24はコンデンサ
２６に流れ、コンデンサ２６を充電し始める。コ
ンデンサ２６の容量をC26とし、充電時間をＴと
すると、コンデンサ２６の充電電圧VCは次式で
求められる。
VC＝Ｑ／Ｃ２＝Ｉ２４×Ｔ／Ｃ２６ …(4)
ここでＱはコンデンサ２６に充電された電荷で
ある。
ある。
従つて、出力端子Ｄの電位は(4)式で表わされる
VCになる。ここで、I24の値は定電流で一定、
C26はコンデンサ２６の容量で一定とすると、コ
ンデンサ２６の充電電圧すなわち時定数回路５の
出力電圧VDは VD＝VC＝Ｉ２４／Ｃ２６×Ｔ …(5) となり、時間Ｔの関数であらわされる。
VCになる。ここで、I24の値は定電流で一定、
C26はコンデンサ２６の容量で一定とすると、コ
ンデンサ２６の充電電圧すなわち時定数回路５の
出力電圧VDは VD＝VC＝Ｉ２４／Ｃ２６×Ｔ …(5) となり、時間Ｔの関数であらわされる。
次に第５図は第２図の定電圧回路７の具体例を
示すもので、定電流源２７とツエナーダイオード
２８で構成され、ツエナーダイオード２８の両端
には常に一定のツエナー電圧VZが得られる。従
つて、出力端子Ｅにはツエナー電圧VZと等しい
基準電圧VEが得られる。なおツエナーダイオー
ドは１個または複数個用いてもよく、またツエナ
ーダイオードの代りに１個または複数個のシリコ
ンダイオードを用いてもよい。
示すもので、定電流源２７とツエナーダイオード
２８で構成され、ツエナーダイオード２８の両端
には常に一定のツエナー電圧VZが得られる。従
つて、出力端子Ｅにはツエナー電圧VZと等しい
基準電圧VEが得られる。なおツエナーダイオー
ドは１個または複数個用いてもよく、またツエナ
ーダイオードの代りに１個または複数個のシリコ
ンダイオードを用いてもよい。
次に第６図は第２図の電圧比較回路６の具体例
を示すもので、定電流源２９と、エミツタが共通
接続されて前記定電流源２９を介して電源端子Ａ
に接続されたPNP型トランジスタ３０，３１で形
成された差動増幅器と、トランジスタ３２，３３
で形成されたカレンミラー回路と、ベースがトラ
ンジスタ３３のコレクタに接続され、エミツタが
接地され、コレクタが出力端子Ｆに接続されたト
ランジスタ３４とで構成されており、PNP型トラ
ンジスタ３０のベースは一方の入力端子Ｄに接続
され、PNP型トランジスタ３１のベースは他方の
入力端子Ｅに接続されている。
を示すもので、定電流源２９と、エミツタが共通
接続されて前記定電流源２９を介して電源端子Ａ
に接続されたPNP型トランジスタ３０，３１で形
成された差動増幅器と、トランジスタ３２，３３
で形成されたカレンミラー回路と、ベースがトラ
ンジスタ３３のコレクタに接続され、エミツタが
接地され、コレクタが出力端子Ｆに接続されたト
ランジスタ３４とで構成されており、PNP型トラ
ンジスタ３０のベースは一方の入力端子Ｄに接続
され、PNP型トランジスタ３１のベースは他方の
入力端子Ｅに接続されている。
従つて、入力端子Ｄの電位が他の入力端子Ｅよ
り低いときは、定電流源２９の定電流I29はほと
んどトランジスタ３０の方に流れ、トランジスタ
３２に流れる。またカレントミラーを構成するト
ランジスタ３３にもベース電流が流れ、トランジ
スタ３３はオン状態となり、トランジスタ３４は
オフ状態となる。ここで、入力端子Ｄの電位が他
の入力端子Ｅの電位以上になると、PNP型トラン
ジスタ３０はオフ状態となり、トランジスタ３
２，３３もオフ状態となる。従つて、定電流源２
６の定電流I29はほとんどトランジスタ３１の方
に流れ、トランジスタ３４はオン状態になる。
り低いときは、定電流源２９の定電流I29はほと
んどトランジスタ３０の方に流れ、トランジスタ
３２に流れる。またカレントミラーを構成するト
ランジスタ３３にもベース電流が流れ、トランジ
スタ３３はオン状態となり、トランジスタ３４は
オフ状態となる。ここで、入力端子Ｄの電位が他
の入力端子Ｅの電位以上になると、PNP型トラン
ジスタ３０はオフ状態となり、トランジスタ３
２，３３もオフ状態となる。従つて、定電流源２
６の定電流I29はほとんどトランジスタ３１の方
に流れ、トランジスタ３４はオン状態になる。
次に第７図は第２図の信号保持回路８の具体例
を示すもので、定電流源３５と、エミツタが接地
され、ベースが抵抗４４を介して接地され、コレ
クタが抵抗３６を介して前記定電流源３５のマイ
ナス側に接続されたトランジスタ４２と、エミツ
タが接地され、ベースが前記トランジスタ４２の
コレクタに接続され、コレクタが前記抵抗３６と
等しい値に選定された抵抗３７を介して前記定電
流源３５のマイナス側に接続されたトランジスタ
４３と、カソード側が前記トランジスタ４２のベ
ースに接続され、アノード側が抵抗３８を介して
前記トランジスタ４３のコレクタに接続されたダ
イオード４０と、カソード側が出力端子Ｇに接続
され、アノード側が前記抵抗３８と等しい値に選
定された抵抗３９を介して前記トランジスタ４３
のコレクタに接続されたダイオード４１とでなる
フリツプフロツプ回路で構成されている。
を示すもので、定電流源３５と、エミツタが接地
され、ベースが抵抗４４を介して接地され、コレ
クタが抵抗３６を介して前記定電流源３５のマイ
ナス側に接続されたトランジスタ４２と、エミツ
タが接地され、ベースが前記トランジスタ４２の
コレクタに接続され、コレクタが前記抵抗３６と
等しい値に選定された抵抗３７を介して前記定電
流源３５のマイナス側に接続されたトランジスタ
４３と、カソード側が前記トランジスタ４２のベ
ースに接続され、アノード側が抵抗３８を介して
前記トランジスタ４３のコレクタに接続されたダ
イオード４０と、カソード側が出力端子Ｇに接続
され、アノード側が前記抵抗３８と等しい値に選
定された抵抗３９を介して前記トランジスタ４３
のコレクタに接続されたダイオード４１とでなる
フリツプフロツプ回路で構成されている。
今、電源端子Ａに給電すると、瞬時にトランジ
スタ４３がオンし、同時にトランジスタ４２がオ
フする。次に入力端子Ｆの電位が前記電圧比較回
路６のオン、すなわちトランジスタ３４のオンに
よりほぼ零になると、トランジスタ４３がオフと
なり、同時にトランジスタ４２がオンとなり、出
力端子Ｇの電位は高くなる。今仮に、入力端子Ｆ
の電位が前記電圧比較回路６のオフ、すなわちト
ランジスタ３４のオフにより高くなつても、出力
端子Ｇの電位が高い状態は保持され続ける。従つ
て、出力端子Ｇの電位をもとに戻す為には、トラ
ンジスタ４３のコレクタを接地するか、又は電源
端子Ａの給電を一度停止して再度給電するしかな
い。この回路においては、入力端子Ｆに印加され
た入力信号による出力端子Ｇに生ずる出力信号は
保持されることになる。
スタ４３がオンし、同時にトランジスタ４２がオ
フする。次に入力端子Ｆの電位が前記電圧比較回
路６のオン、すなわちトランジスタ３４のオンに
よりほぼ零になると、トランジスタ４３がオフと
なり、同時にトランジスタ４２がオンとなり、出
力端子Ｇの電位は高くなる。今仮に、入力端子Ｆ
の電位が前記電圧比較回路６のオフ、すなわちト
ランジスタ３４のオフにより高くなつても、出力
端子Ｇの電位が高い状態は保持され続ける。従つ
て、出力端子Ｇの電位をもとに戻す為には、トラ
ンジスタ４３のコレクタを接地するか、又は電源
端子Ａの給電を一度停止して再度給電するしかな
い。この回路においては、入力端子Ｆに印加され
た入力信号による出力端子Ｇに生ずる出力信号は
保持されることになる。
次に第８図は第２図のモータ電流遮断回路９の
具体例を示すもので、ベースが入力端子Ｇに接続
され、同時に第７図の前記抵抗４４と等しい値に
選定された抵抗４５を介して接地され、エミツタ
が接地され、コレクタが出力端子Ｈに接続されて
いるトランジスタ４６である。すなわち入力端子
Ｇの電位が前記トランジスタ４６のベース・エミ
ツタ間スレシヨールド電圧（約0.6〜0.7V）以上
になると、前記トランジスタ４６はオンとなる。
具体例を示すもので、ベースが入力端子Ｇに接続
され、同時に第７図の前記抵抗４４と等しい値に
選定された抵抗４５を介して接地され、エミツタ
が接地され、コレクタが出力端子Ｈに接続されて
いるトランジスタ４６である。すなわち入力端子
Ｇの電位が前記トランジスタ４６のベース・エミ
ツタ間スレシヨールド電圧（約0.6〜0.7V）以上
になると、前記トランジスタ４６はオンとなる。
従つて、前記モータ電流遮断回路９の出力端子
Ｈを第３図のＨ端子すなわち直流モータ１に流れ
るモータ電流Iaのカレントミラー回路のベース端
子に接続しておくと、前記モータ電流遮断回路９
がオン状態、すなわちトランジスタ４６がオンす
ると、前記カレントミラー回路のベース電流が遮
断され、同時に直流モータ１に流れるモータ電流
Iaが遮断される。
Ｈを第３図のＨ端子すなわち直流モータ１に流れ
るモータ電流Iaのカレントミラー回路のベース端
子に接続しておくと、前記モータ電流遮断回路９
がオン状態、すなわちトランジスタ４６がオンす
ると、前記カレントミラー回路のベース電流が遮
断され、同時に直流モータ１に流れるモータ電流
Iaが遮断される。
第９図に第２図の各部の信号波形を示した。こ
こで第２図に戻つて、装置全体の動作を第９図の
信号波形とともに考えてみる。直流モータ１の負
荷が増大してモータ電流Iaが、過電流検出電流設
定値Ia′を越えると、過電流検出回路４の出力波
形すなわち第２図Ｃ点の信号波形は第９図Ｃのよ
うになる。
こで第２図に戻つて、装置全体の動作を第９図の
信号波形とともに考えてみる。直流モータ１の負
荷が増大してモータ電流Iaが、過電流検出電流設
定値Ia′を越えると、過電流検出回路４の出力波
形すなわち第２図Ｃ点の信号波形は第９図Ｃのよ
うになる。
したがつて第２図Ｄ点の電位すなわち、コンデ
ンサ２６の充電電圧VCは第９図ｄのように徐徐
に上昇する。Ｄ点の電位VCが、定電圧回路７の
ツエナー電圧VZを越えると、電圧比較回路６の
出力信号すなわち第２図Ｆ点の電位は第９図ｆの
ようになる。同時に信号保持回路８の出力信号す
なわち第２図Ｇ点の電圧は第９図ｇのようになり
保持される。さらに、モータ電流遮断回路９が動
作し、出力信号すなわち第２図Ｈ点の電位は第９
図ｈのようにほぼ零になる。ここで、モータ電流
遮断回路９の出力端子Ｈは第３図のＨ端子に接続
されているので、モータ電流Iaのカレントミラー
回路のベース電位が零となり、直流モータ１の駆
動用トランジスタのベース電流が遮断されるの
で、モータ電流Iaが遮断され、直流モータ１の回
転は停止する。但し、モータ電流Iaが遮断される
と同時に、過電流検出回路４と、時定数回路５
と、電圧比較回路６とは初期動作状態に戻るが、
信号保持回路８の働きにより、モータ電流Iaは遮
断され続け、直流モータ１の回転は停止したまま
保持される。
ンサ２６の充電電圧VCは第９図ｄのように徐徐
に上昇する。Ｄ点の電位VCが、定電圧回路７の
ツエナー電圧VZを越えると、電圧比較回路６の
出力信号すなわち第２図Ｆ点の電位は第９図ｆの
ようになる。同時に信号保持回路８の出力信号す
なわち第２図Ｇ点の電圧は第９図ｇのようになり
保持される。さらに、モータ電流遮断回路９が動
作し、出力信号すなわち第２図Ｈ点の電位は第９
図ｈのようにほぼ零になる。ここで、モータ電流
遮断回路９の出力端子Ｈは第３図のＨ端子に接続
されているので、モータ電流Iaのカレントミラー
回路のベース電位が零となり、直流モータ１の駆
動用トランジスタのベース電流が遮断されるの
で、モータ電流Iaが遮断され、直流モータ１の回
転は停止する。但し、モータ電流Iaが遮断される
と同時に、過電流検出回路４と、時定数回路５
と、電圧比較回路６とは初期動作状態に戻るが、
信号保持回路８の働きにより、モータ電流Iaは遮
断され続け、直流モータ１の回転は停止したまま
保持される。
なお、第９図において、解かり易さを考慮し
て、モータ電流遮断回路９のオン動作時点とモー
タ電流Iaが遮断される時点との間の時間差TLを
設けて表示している。実際には、ほとんど瞬時に
動作する。第９図ｅは定電圧回路７の基準電圧
VZの波形を示している。
て、モータ電流遮断回路９のオン動作時点とモー
タ電流Iaが遮断される時点との間の時間差TLを
設けて表示している。実際には、ほとんど瞬時に
動作する。第９図ｅは定電圧回路７の基準電圧
VZの波形を示している。
ここで、第３図，第４図，第５図において、モ
ータ電流Iaが第３式により設定された過電流検出
電流値Ia′を越えると同時にコンデンサ２６に充
電が始まる。その時の充電電圧は第４式より VC＝Ｉ２４×Ｔ／Ｃ２６＝C0×Ｔ …(6) （ここでC0＝Ｉ２４／Ｃ２６＝一定とおく） で表わされる。
ータ電流Iaが第３式により設定された過電流検出
電流値Ia′を越えると同時にコンデンサ２６に充
電が始まる。その時の充電電圧は第４式より VC＝Ｉ２４×Ｔ／Ｃ２６＝C0×Ｔ …(6) （ここでC0＝Ｉ２４／Ｃ２６＝一定とおく） で表わされる。
従つて、モータ電流遮断回路９が動作する為、
すなわち充電電圧VCが定電圧回路７の基準電圧
VZ（ツエナー電圧）以上になる為には、 VC＝C0T≧VZ Ｔ≧ＶＺ／Ｃ０＝ＶＺ×Ｃ２６／Ｉ２４＝T0 …(7) で表わされる充電時間T0（時間）以上、モータ
電流Iaが過電流検出設定電流Ia′を越え続けなけ
ればならない。また、コンデンサ２６に充電途中
で、すなわち充電時間ＴがT0を過ぎない時点
で、モータ電流Iaが過電流検出設定電流Ia′以下
になると、瞬時に、コンデンサ２６に充電された
電荷Ｑはトランジスタ２５を介して放電される。
すなわち充電電圧VCが定電圧回路７の基準電圧
VZ（ツエナー電圧）以上になる為には、 VC＝C0T≧VZ Ｔ≧ＶＺ／Ｃ０＝ＶＺ×Ｃ２６／Ｉ２４＝T0 …(7) で表わされる充電時間T0（時間）以上、モータ
電流Iaが過電流検出設定電流Ia′を越え続けなけ
ればならない。また、コンデンサ２６に充電途中
で、すなわち充電時間ＴがT0を過ぎない時点
で、モータ電流Iaが過電流検出設定電流Ia′以下
になると、瞬時に、コンデンサ２６に充電された
電荷Ｑはトランジスタ２５を介して放電される。
そこで、基準電圧VZと、コンデンサ２６の容
量C26と、定電流I24とを適当に設定することによ
り、充電時間T0を任意に選ぶことが出来る。従
つて起動時、瞬時的に過電流検出設定電流値
Ia′以上の起動電流が流れても、時定数回路５が
作動しない為、小型直流モータ３の起動特性にな
んらの影響を与えることはない。
量C26と、定電流I24とを適当に設定することによ
り、充電時間T0を任意に選ぶことが出来る。従
つて起動時、瞬時的に過電流検出設定電流値
Ia′以上の起動電流が流れても、時定数回路５が
作動しない為、小型直流モータ３の起動特性にな
んらの影響を与えることはない。
本実施例において時定数回路５は、定電流源２
４にてコンデンサ２４を充電するため電源電圧の
変動に対しても安定で正確な時定数が得られ、し
かもコンデンサの数が少なく小さな容量で構成で
きるためIC化に適している。さらに信号保持回
路８とモータ電流遮断回路９は過電流遮断のため
にリレーなどの機構部品を一切使用しない構成と
しているためIC化に適している。
４にてコンデンサ２４を充電するため電源電圧の
変動に対しても安定で正確な時定数が得られ、し
かもコンデンサの数が少なく小さな容量で構成で
きるためIC化に適している。さらに信号保持回
路８とモータ電流遮断回路９は過電流遮断のため
にリレーなどの機構部品を一切使用しない構成と
しているためIC化に適している。
以上のように、本発明によれば、小型直流モー
タの諸特性になんらの悪影響を与えることなく、
信頼性の高い過電流遮断装置を実現でき、小型直
流モータの保護装置として大なる効果を奏するも
のである。
タの諸特性になんらの悪影響を与えることなく、
信頼性の高い過電流遮断装置を実現でき、小型直
流モータの保護装置として大なる効果を奏するも
のである。
さらに、直流モータの過電流を検出する過電流
検出回路は、直流モータに直列に電流検出用抵抗
を挿入するのではなく、駆動用トランジスタとカ
レントミラーを構成したトランジスタによりモー
タ電流を検出する構成のため、前記抵抗を挿入す
る過電流検出回路に比べてロスが少なく、直流モ
ータの両端の電圧が大きくなり、トルクアツプに
なる。また、電流検出用トランスも不要であり、
過電流遮断装置として、小型化が可能である。
検出回路は、直流モータに直列に電流検出用抵抗
を挿入するのではなく、駆動用トランジスタとカ
レントミラーを構成したトランジスタによりモー
タ電流を検出する構成のため、前記抵抗を挿入す
る過電流検出回路に比べてロスが少なく、直流モ
ータの両端の電圧が大きくなり、トルクアツプに
なる。また、電流検出用トランスも不要であり、
過電流遮断装置として、小型化が可能である。
第１図は従来例における過電流遮断装置の回路
図、第２図は本発明の一実施例における過電流遮
断装置の回路ブロツク図、第３図，第４図，第５
図，第６図，第７図，第８図は第２図の各ブロツ
クの具体例を示した回路図、第９図は第２図の各
部の信号波形図である。 １…直流モータ、２…速度制御回路、３…小型
直流モータ、４…過電流検出回路、５…時定数回
路、６…電圧比較回路、７…定電圧回路、８…信
号保持回路、９…モータ電流遮断回路。
図、第２図は本発明の一実施例における過電流遮
断装置の回路ブロツク図、第３図，第４図，第５
図，第６図，第７図，第８図は第２図の各ブロツ
クの具体例を示した回路図、第９図は第２図の各
部の信号波形図である。 １…直流モータ、２…速度制御回路、３…小型
直流モータ、４…過電流検出回路、５…時定数回
路、６…電圧比較回路、７…定電圧回路、８…信
号保持回路、９…モータ電流遮断回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 小型直流モータに流れる電流があらかじめ設
定された電流値を越えたときに、出力信号が得ら
れる過電流検出回路と、基準電圧を供する定電圧
回路と、前記過電流検出回路の出力信号により時
間に応じた出力電圧が得られる時定数回路と、前
記定電圧回路の基準電圧と前記時定数回路の出力
電圧とを比較して出力信号を発生する電圧比較回
路と、前記電圧比較回路の出力信号を保持する信
号保持回路と、前記信号保持回路の出力信号によ
つて、前記直流モータに流れる電流を遮断し、回
転を停止せしめる電流遮断回路を備え、前記過電
流検出回路を、前記直流モータの駆動用トランジ
スタとカーレントミラーを構成し、エミツタが第
１の抵抗１８を介して接地され、コレクタが第２
の抵抗１９を介して電源端子に接続された第１の
トランジスタ１７と、ベースが前記第１のトラン
ジスタ１７のコレクタに接続され、エミツタが電
源端子に接続され、コレクタが第３の抵抗２１を
介して接地された第２のトランジスタ２０と、ベ
ースが前記第２のトランジスタ２０のコレクタに
接続され、エミツタが接地され、コレクタが前記
時定数回路の入力端子に接続される第３のトラン
ジスタ２２とで構成したことを特徴とする小型直
流モータの過電流遮断装置。 ２ 小型直流モータに流れる電流があらかじめ設
定された電流値を越えてから、前記小型直流モー
タに流れる電流が遮断され、前記電流遮断継続状
態が、電源端子からの給電を停止することにより
解除されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の小型直流モータの過電流遮断装置。 ３ 時定数回路を、エミツタが接地され、ベース
が定電流源２３を介して電源端子に接続されると
同時に過電流検出回路の出力端子に接続され、コ
レクタが定電流源２４を介して電源端子に接続さ
れたトランジスタ２５と、一方の端子が前記トラ
ンジスタ２５のコレクタに、他方の端子が接地さ
れたコンデンサ２６とで構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第２項記載の小型直
流モータの過電流遮断装置。 ４ 電圧比較回路を、定電流源２９と、差動増幅
器、カーレントミラー回路とを用いて構成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第２項
記載の小型直流モータの過電流遮断装置。 ５ 定電圧回路を、定電流源２７と、１個または
複数個のツエナーダイオード、もしくは１個また
は複数個のシリコンダイオードを含む回路で構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第２項記載の小型直流モータの過電流遮断装置。 ６ 信号保持回路にフリツプフロツプ回路を用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
２項記載の小型直流モータの過電流遮断装置。 ７ 電流遮断回路を、エミツタが接地され、ベー
スが抵抗４５を介して接地されると同時に信号保
持回路の出力端子に接続され、コレクタが出力端
子となるトランジスタ４６で構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の小
型直流モータの過電流遮断装置。 ８ 小型直流モータの駆動用トランジスタのベー
ス電流を遮断することにより、小型直流モータに
流れるモータ駆動電流を遮断し、回転を停止する
よう、電流遮断回路の出力端子と、小型直流モー
タの速度制御回路とを接続したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第７項記載の小型直流
モータの過電流遮断装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55188665A JPS57113726A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | Overcurrent breaking device for miniature dc motor |
| GB8138796A GB2090489B (en) | 1980-12-29 | 1981-12-23 | Overcurrent protection apparatus for dc motors |
| DE3151174A DE3151174C2 (de) | 1980-12-29 | 1981-12-23 | Überstrom-Schutzvorrichtung für einen Gleichstrommotor |
| US06/335,358 US4473856A (en) | 1980-12-29 | 1981-12-29 | Overcurrent protection apparatus for DC motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55188665A JPS57113726A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | Overcurrent breaking device for miniature dc motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57113726A JPS57113726A (en) | 1982-07-15 |
| JPS6243413B2 true JPS6243413B2 (ja) | 1987-09-14 |
Family
ID=16227701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55188665A Granted JPS57113726A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | Overcurrent breaking device for miniature dc motor |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4473856A (ja) |
| JP (1) | JPS57113726A (ja) |
| DE (1) | DE3151174C2 (ja) |
| GB (1) | GB2090489B (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS614415A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-10 | 松下電器産業株式会社 | 直流モ−タ駆動用電源装置 |
| DE3513179C2 (de) * | 1985-04-12 | 2001-03-15 | Papst Licensing Gmbh & Co Kg | Schutzschaltung für kollektorlose Gleichstrommotoren |
| DE3520099A1 (de) * | 1985-06-05 | 1986-12-11 | C. & E. Fein Gmbh & Co, 7000 Stuttgart | Sicherheitseinrichtung fuer ein elektromotorisch angetriebenes werkzeug |
| US4725765A (en) * | 1985-11-18 | 1988-02-16 | Ford Motor Company | Method and apparatus for the protection of D.C. motors under stalled conditions |
| US4901181A (en) * | 1986-01-30 | 1990-02-13 | Diesel Kiki Co., Ltd. | Motor control device |
| JPH0814768B2 (ja) * | 1986-07-15 | 1996-02-14 | 株式会社コパル | 位置検出装置 |
| US4864206A (en) * | 1986-11-20 | 1989-09-05 | Westinghouse Electric Corp. | Multiaxis robot control having improved energy monitoring system for protecting robots against joint motor overload |
| US4835652A (en) * | 1988-07-06 | 1989-05-30 | Westinghouse Electric Corp. | Bi-directional DC power controller with fault protection |
| FR2681161B1 (fr) * | 1991-09-05 | 1995-02-24 | Telemecanique | Dispositif de commande et de protection de sorties, notamment pour automate programmable. |
| US5441298A (en) * | 1993-10-22 | 1995-08-15 | Ford Motor Company | Apparatus for stabilizing an electric active suspension system upon interruption of the power supply |
| GB2324743B (en) * | 1994-03-22 | 1998-12-16 | Murray Buchart Innovations Lim | Filter |
| KR0163918B1 (ko) * | 1995-07-03 | 1999-04-15 | 김광호 | 시간보상 기능을 갖는 직류 전동기 과전류 검출장치 |
| DE19637631A1 (de) * | 1996-09-16 | 1998-04-02 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung zur Erkennung von Einklemmsituationen bei elektrischen Antrieben |
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| US7205737B1 (en) | 2006-01-04 | 2007-04-17 | Robert Bosch Gmbh | Systems and methods of monitoring a motor load |
| US8403649B2 (en) | 2008-01-17 | 2013-03-26 | Multiquip, Inc. | Digital control device |
| US8084982B2 (en) | 2008-11-18 | 2011-12-27 | Honeywell International Inc. | HVAC actuator with output torque compensation |
| EP2788624B1 (en) | 2011-12-07 | 2020-03-18 | Flow Control LLC. | Pump using multi voltage electronics with run dry and over current protection |
| US9745974B2 (en) * | 2011-12-07 | 2017-08-29 | Flow Control LLC | Pump using multi voltage electronics with run dry and over current protection |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49100547A (ja) * | 1973-01-29 | 1974-09-24 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3558978A (en) * | 1969-05-14 | 1971-01-26 | Borg Warner | Electronic circuit breaker with gradual and instantaneous cutoff |
| JPS4992433U (ja) * | 1972-11-30 | 1974-08-09 | ||
| US3845405A (en) * | 1973-05-24 | 1974-10-29 | Rca Corp | Composite transistor device with over current protection |
| US4052625A (en) * | 1976-04-19 | 1977-10-04 | Cameron George L | Motor speed control circuit with overload protection |
| DE2847765C2 (de) * | 1978-11-03 | 1984-02-16 | Kaltenbach & Voigt Gmbh & Co, 7950 Biberach | Schaltungsanordnung zum Schutz eines Antriebsmotors vor Überlastung, insbesondere für ein zahnärztliches Arbeitsgerät |
-
1980
- 1980-12-29 JP JP55188665A patent/JPS57113726A/ja active Granted
-
1981
- 1981-12-23 DE DE3151174A patent/DE3151174C2/de not_active Expired
- 1981-12-23 GB GB8138796A patent/GB2090489B/en not_active Expired
- 1981-12-29 US US06/335,358 patent/US4473856A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49100547A (ja) * | 1973-01-29 | 1974-09-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3151174C2 (de) | 1986-09-25 |
| JPS57113726A (en) | 1982-07-15 |
| GB2090489A (en) | 1982-07-07 |
| DE3151174A1 (de) | 1982-08-05 |
| GB2090489B (en) | 1984-06-13 |
| US4473856A (en) | 1984-09-25 |
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